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Novas nanopartículas podem fornecer mega armazenamento de dados

Materiais com capacidade de mudar rapidamente de estado são valiosos para memórias e armazenamento de dados.

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Por taniager
Atualização:

Materiais que possuem a propriedade de mudar rapidamente de estado, entre diferentes fases, são valiosos como fontes de baixa energia para memórias instantâneas ou não voláteis e armazenamento de dados. Muitos cientistas têm se empenhado na procura de novos materiais que apresentem estas características. 

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Recentemente uma equipe de pesquisadores da Universidade da Califórnia Berkeley descobriu uma nova classe de materiais de mudança de fase que poderá ser aplicada a tecnologias de memória de acesso aleatório (PCM) de mudança de fase e possivelmente armazenamento de dados ópticos também. Esta nova classe de materiais - ligas de nano cristais de um metal e um semicondutor - foi denominada "BEANs" (Iniciais em inglês de Binary Eutectic-Alloy Nanostructures.), nanoestruturas de liga eutética binárias. 

Quando as BEANs fazem a transição de fase, elas mudam suas propriedades de cristalinas para amorfas e, de volta, às cristalinas. Este processo é induzido por corrente elétrica, luz a laser ou uma combinação de ambos em questão de nano segundos.  

Daryl Chrzan, físico associado ao Lab3 de Berkeley e coautor do artigo, explica que a equipe utilizou nanopartículas de germânio incorporadas em sílica como BEANs iniciais. A partir delas, os cientistas foram capazes de estabilizar ambas as fases, sólidas e amorfas, e puderam ajustar a cinética de alternar entre as duas fases, simplesmente alterando a composição. 

O artigo intitulado "Embedded Binary Eutectic Alloy Nanostructures: A New Class of Phase Change Materials" foi publicado recentemente na revista NanoLetters.  

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"O que mostramos é que as nanoestruturas de liga eutética binárias, tais como pontos de quantum e nanofios podem servir como material de mudança de fase," diz. "A chave para o comportamento que observamos é a incorporação de nanoestruturas dentro de uma matriz de volumes em nano escala. A presença dessa interface matriz/nanoestrutura possibilita um resfriamento rápido que estabiliza a fase amorfa e também permite ajustar a cinética de transformação do material de mudança de fase", disse Chrzan.  

Uma liga eutética é um material metálico que funde à temperatura mais baixa possível para sua mistura de componentes. O composto de germânio é uma liga eutética considerada pelos investigadores como um material de mudança de fase prototípico, porque ele pode existir a temperatura ambiente nos estados cristalino ou meta estado amorfo. Chrzan e seus colegas descobriram que quando nano cristais de germânio foram incorporados em sílica amorfa, os nano cristais formaram uma nano estrutura de dois lóbulos - metade era metálica cristalina e metade semicondutora cristalina. 

Os pesquisadores esperam que a BEAN possa exibir condutividade metálica normal no estado amorfo ligado. No estado cristalino "bi lobulado", a BEAN irá incluir uma ou mais barreiras de Schottky, que podem ser feitas para funcionar como um diodo. Para fins de armazenamento de dados, a condução metálica poderia significar um "zero" e uma barreira de Schottky poderia significar "um".

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